散熱風扇是電子設備內部用于關鍵熱管理的核心組件,其作用遠超簡單的“吹風”,涵蓋散熱、通風及空氣循環(huán)等多種功能。理解其技術特性對于設備設計與可靠性至關重要。
散熱風扇的基本分類
散熱風扇主要依據輸入電源和氣流動力學原理分類:
按電源:
交流風扇 (AC Fan): 直接使用交流電網供電。
直流風扇 (DC Fan): 使用直流電源,通常電壓較低(如5V, 12V, 24V, 48V),功耗和噪音控制更優(yōu),調速更靈活。
按氣流原理:
軸流風扇 (Axial Fan): 氣流方向平行于電機轉軸。特點是大風量、低風壓、效率高,適用于空間開闊、氣流阻力小的場景(如機箱通風、CPU散熱器)。

離心風扇 (Centrifugal Fan / Blower): 氣流方向垂直于電機轉軸(徑向流出)。特點是中高風壓、風量相對較小,能克服更大系統阻力(如密集板卡散熱、風道較長的設備)。
鼓風機 (Centrifugal Blower with Housing): 離心風扇的一種變體,具有封閉式外殼形成單一或多個出風口,產生更集中、定向的氣流束,特別適用于高熱密度、高阻抗或需要定向送風的場合。
產品命名(如“直流軸流風扇”)直觀反映了其電源類型和氣流原理。
NMB 散熱風扇:設計與制造技術
NMB 作為擁有近 50 年經驗的專業(yè)廠商,其核心優(yōu)勢在于高度垂直整合的制造能力和持續(xù)的技術研發(fā):
核心部件自產:包括滾珠軸承、葉輪、定子、外殼、軸等關鍵部件均在集團內部生產。這確保了從原材料、零件精度到裝配工藝的全程可控。
工藝與技術研發(fā):工程師持續(xù)在材料科學(如高性能工程塑料、復合材料葉輪)、軸承技術(優(yōu)化潤滑、密封)、涂層技術(耐磨、防腐蝕)、電機電磁設計(高效、低噪、長壽命)以及電子驅動(先進控制算法)等方面進行創(chuàng)新,以提升風扇性能、可靠性和效率。
質量與可靠性:嚴格的內部測試工序貫穿生產流程,確保產品在壽命、振動、噪音、環(huán)境耐受性等方面處于行業(yè)前列。
風扇轉速控制技術:PWM 的核心作用
精確控制風扇轉速是平衡散熱性能與噪音功耗的關鍵:
PWM (脈寬調制) 控制: 這是直流風扇調速的主流技術。控制器通過調節(jié)方波信號(PWM信號)的占空比(高電平時間占整個周期的比例)來控制風扇轉速。占空比越大,等效電壓越高,轉速越快。相比傳統的電壓控制(VC),PWM控制具有更寬的調速范圍、更快的響應速度,且在低速下能維持更好的轉矩和穩(wěn)定性,不易停轉。
控制實現:需要能生成PWM信號的電路(如主板、專用MCU)。為簡化設計,市場也提供獨立的PWM控制器模塊,可直接驅動兼容的風扇,無需用戶自行設計PWM電路。更先進的方案(如部分廠商提供的控制器)支持遠程監(jiān)控和調速功能。
散熱風扇異常噪音分析與對策
風扇噪音問題需區(qū)分來源:
安裝相關噪音:
機械干涉/振動傳遞: 風扇旋轉時葉片或外殼與設備部件碰撞,或振動通過剛性安裝傳遞放大。對策: 使用防震橡膠墊/膠釘進行柔性安裝,吸收振動。
系統共振: 風扇的特定轉速(或其諧波)與設備結構的固有頻率重合。對策: 調整風扇轉速(避開共振點),或增強設備結構剛性(如增加加強筋)。

風扇本體噪音:
風噪 (Aerodynamic Noise):葉片旋轉切割空氣產生湍流和渦流。這是最主要噪音源,其聲壓級(dBA)隨轉速顯著升高。對策: 優(yōu)化葉輪氣動設計(翼型、葉片數、間隙)、選用PWM控制精細調節(jié)轉速(在滿足散熱前提下降低轉速以減小風噪)。
電磁噪音 (Electromagnetic Noise):主要由電機換相(開關動作)和磁場力脈動引起的高頻嘯叫或嗡嗡聲。對策: 優(yōu)化電機電磁設計(如正弦波驅動)、改進驅動電路(如提高開關頻率)。
機械噪音 (Mechanical Noise):軸承運行摩擦聲、轉子動平衡不良引起的振動噪音。對策: 選用高精度長壽命軸承(如NMB自產軸承)、嚴格的動平衡校準工藝。
關鍵平衡點:降低轉速可顯著減小風噪和機械噪音,但會犧牲風量和散熱能力。最佳方案是在設備設計階段,結合設備的系統阻抗曲線和風扇的P-Q特性曲線(風量-靜壓特性),選擇能在目標工作點(滿足散熱需求且噪音可接受)高效運行的風扇。
耐惡劣環(huán)境風扇技術:IP69K 與抗電腐蝕
針對嚴苛應用(如戶外、工業(yè)、醫(yī)療、食品加工、車輛),NMB開發(fā)了高防護等級風扇:
IP69K 防護技術:核心在于環(huán)氧樹脂灌封工藝。將電路板、定子、繞組等核心電氣部件完全封裝在耐高溫、高壓的環(huán)氧樹脂中。該工藝利用集團在精密注塑成型方面的專長,確保封裝無死角、密封性極佳。這使得風扇能夠承受:
防塵防水:完全防止粉塵侵入(IP6X),并能承受80°C高溫、80-100 bar高壓水流從多角度近距離(0.1-0.15米)的沖刷(IPX9K),遠超IP67/IP68標準。
抗電腐蝕軸承技術:在變頻器驅動等易產生軸電流的應用中,電流通過軸承會導致電腐蝕 (Fluting),顯著縮短軸承壽命。對策: NMB提供采用陶瓷滾動體(球) 的軸承選項。陶瓷(如氮化硅)是絕緣體,能有效阻斷軸電流路徑,從而極大延長軸承在存在軸電流環(huán)境下的使用壽命,相比傳統全鋼軸承具有顯著優(yōu)勢。
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